Ջեյմս Ուեբի տիեզերական աստղադիտակը (JWST) առաջին անգամ գրանցել է մակընթացային քայքայման (TDE) իրադարձություններ՝ պահեր, երբ գերզանգվածային սև խոռոչները պատռում և կլանում են աստղերը՝ արձակելով հսկայական էներգիա: Այս դիտարկումները, որոնք անցկացվել են փոշոտ գալակտիկաներում, ցույց են տվել, որ այդ «աստղային սպանություններում» ներգրավված սև խոռոչները երկար ժամանակ գտնվել են «քնած» վիճակում՝ թաքնված գազի և փոշու խիտ ամպերի մեջ, մինչև աստղերը չեն ընկել նրանց գրավիտացիոն ծուղակը:

Ի՞նչ է մակընթացային քայքայումը

Մակընթացային քայքայման (TDE) իրադարձությունները տեղի են ունենում, երբ աստղը չափազանց մոտենում է գերզանգվածային սև խոռոչին, որի զանգվածը միլիոնավոր կամ միլիարդավոր անգամ գերազանցում է Արևինը: Սև խոռոչի գրավիտացիան ստեղծում է հզոր մակընթացային ուժեր, որոնք սեղմում են աստղը հորիզոնական և ձգում ուղղահայաց՝ վերածելով այն բարակ «թելի»՝ գործընթաց, որը գիտնականները անվանում են «սպագետտիֆիկացիա»:

Այս պատռված աստղը անմիջապես չի կլանվում սև խոռոչի կողմից: Նրա նյութը ձևավորում է հավաքման սկավառակ՝ սև խոռոչի շուրջ պտտվող ամպ, որը աստիճանաբար սնուցում է այն: Մակընթացային ուժերը ստիպում են սկավառակը վառ փայլել, իսկ աստղի նյութի մի մասը դուրս է նետվում բարձր էներգիայի ռեակտիվ հոսքերի տեսքով՝ սև խոռոչի բևեռներից: Այդ հոսքերն արձակում են էլեկտրամագնիսական ճառագայթում, ինչը TDE-ն դարձնում է նկատելի սպեկտրի բոլոր տիրույթներում:

1990-ականներից, երբ առաջին TDE-ն հայտնաբերվեց ROSAT ռենտգենային աստղադիտակով, աստղագետները գրանցել են մոտ 100 նման իրադարձություն: Սակայն դրանց մեծ մասը դիտարկվել է փոքր քանակությամբ փոշի պարունակող գալակտիկաներում, որտեղ օպտիկական և ռենտգենային ճառագայթումը հեշտությամբ գրանցվում է: Փոշոտ գալակտիկաներում, որտեղ խիտ ամպերը կլանում են այդ ճառագայթման տեսակները, TDE-ն հայտնաբերելն ավելի բարդ է: Այստեղ օգնության է հասնում JWST-ն՝ ամենազգայուն ինֆրակարմիր աստղադիտակը, որն ընդունակ է տեսնելու փոշու միջով:

Առաջին TDE-ները JWST-ից

Մասաչուսեթսի տեխնոլոգիական ինստիտուտից Մեգան Մաստերսոնի ղեկավարած թիմը օգտագործել է JWST-ն՝ ուսումնասիրելու չորս փոշոտ գալակտիկաներ, որտեղ, ենթադրաբար, տեղի էին ունենում TDE-ներ: Աստղադիտակը հայտնաբերել է գերզանգվածային սև խոռոչների կողմից աստղային նյութ կլանելու ինֆրակարմիր «մատնահետքեր»: Հիմնական նշանը նեոնի ճառագայթումն էր, որն առաջանում է հավաքման սկավառակի ճառագայթմամբ ատոմների իոնիզացիայի ժամանակ: Այս ճառագայթումը եզակի է և կարող է առաջանալ միայն սև խոռոչի սնուցմամբ:

Հետազոտված 12 գալակտիկաներից չորսը ցույց են տվել այդ ինֆրակարմիր ազդանշանը, ներառյալ Երկրից ամենամոտ TDE-ն, որը գտնվում է 130 միլիոն լուսային տարի հեռավորության վրա գտնվող գալակտիկայում: Դիտարկումները ցույց են տվել, որ այդ սև խոռոչները գտնվել են «քնած» վիճակում՝ առանց նյութ կլանելու, մինչև աստղերը մոտենան նրանց:

Քնած սև խոռոչներ և դրանց առանձնահատկությունները

Ի տարբերություն ակտիվ գալակտիկաների, որտեղ սև խոռոչները մշտապես սնվում են գազով և փոշով՝ ձևավորելով խիտ փոշոտ «բուլկիներ», ուսումնասիրված չորս գալակտիկաներն ունեին այլ կառուցվածք: Նրանց փոշոտ ամպերը չունեին ակտիվ գալակտիկաներին բնորոշ ձև, ինչը ցույց է տալիս, որ սև խոռոչները եղել են ոչ ակտիվ մինչև TDE-ի սկիզբը: Սա հաստատում է, որ այդ գալակտիկաներում վառ բռնկումները կարող էին առաջանալ միայն աստղերի մակընթացային քայքայմամբ:

«Այս դիտարկումները ցույց են տալիս, որ նման բռնկումները կարող են լինել միայն TDE-ներ», — նշել է Մաստերսոնը: Նա ավելացրել է, որ աստղային նյութի կլանման գործընթացը երկար ժամանակ է պահանջում, և այդ իրադարձությունների ուսումնասիրությունը կօգնի հասկանալ, թե որքան նյութ են կլանում սև խոռոչները, որքանը նետում են դուրս, և որքան է տևում TDE-ի գործընթացը:

Բացահայտման նշանակությունը

JWST-ի դիտարկումները փոխում են TDE-ների մասին պատկերացումները՝ ցույց տալով, որ այդ իրադարձությունները կարող են սովորական լինել փոշոտ գալակտիկաներում, որոնք նախկինում թաքնված էին մեզանից: Այս բացահայտումը կարևոր է մի քանի պատճառով.
• TDE-ների հաճախականություն: Եթե TDE-ները տարածված են փոշոտ գալակտիկաներում, դրանց ընդհանուր թիվը տիեզերքում կարող է զգալիորեն ավելի մեծ լինել, քան կարծվում էր:
• Սև խոռոչների հատկություններ: TDE-ների ուսումնասիրությունը թույլ է տալիս տեղեկություններ ստանալ գերզանգվածային սև խոռոչների զանգվածի և պտտման արագության, ինչպես նաև նրանց հավաքման սկավառակների կառուցվածքի մասին:
• Նոր տեխնոլոգիաներ: JWST-ի հաջողությունը ընդգծում է ինֆրակարմիր աստղագիտության հնարավորությունները՝ թաքնված տիեզերական երևույթներն ուսումնասիրելու համար:

Ապագա հետազոտություններ

Թիմը նախատեսում է շարունակել TDE-ների որոնումը փոշոտ գալակտիկաներում՝ դրանց առաջացման մեխանիզմները ճշգրտելու և սև խոռոչների ու աստղերի փոխազդեցությունը հասկանալու համար: Լրացուցիչ տվյալները կօգնեն որոշել TDE-ի գործընթացի տևողությունը և կլանվող նյութի քանակը: Ապագայում դիտարկումների հնարավորությունները կընդլայնվեն Իսպանիայում երեք նոր LST աստղադիտակների և Չիլիում նմանատիպ գործիքների կառուցմամբ, ինչը կթույլ տա ավելի արագ հայտնաբերել և ուսումնասիրել նման իրադարձություններ:

Եզրակացություն

Փոշոտ գալակտիկաներում TDE-ների բացահայտումը Ջեյմս Ուեբի աստղադիտակի միջոցով կարևոր առաջընթաց է գերզանգվածային սև խոռոչների և նրանց՝ աստղերի հետ փոխազդեցության ուսումնասիրության մեջ: Դիտարկումները ցույց են տվել, որ փոշոտ ամպերում թաքնված «քնած» սև խոռոչները կարող են հանկարծ «արթնանալ»՝ պատռելով աստղեր և առաջացնելով վառ բռնկումներ: Այս տվյալները ոչ միայն բացահայտում են գամմա-պոռթկումների և TDE-ների բնույթը, այլև ցույց են տալիս JWST-ի ներուժը՝ ուսումնասիրելու տիեզերքի նախկինում անհասանելի անկյունները: